JP2013029967A - 直線検出装置および直線検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハフ変換部14は、輪郭強調された2値画像データ104に対してハフ変換を実行する。ハフテーブル15には、ハフ変換後の集計値が格納される。直線算出部161は、集計値を補正する。たとえば、直線の原点からの距離に応じた重みづけにより集計値が補正される。あるいは、直線の傾きに応じた重みづけにより集計値が補正される。直線検出部16は、補正された集計値に基づき、直線を検出する。
【選択図】図1
Description
<1−1.処理の全体の流れ>
図1は、第1の実施の形態に係る直線検出装置1のブロック図である。直線検出装置1は、輝度画像生成部11、輪郭抽出処理部12、2値変換部13、ハフ(Hough)変換部14、ハフテーブル15および直線検出部16を備えている。
ハフ変換部14の処理内容について詳しく説明する。ハフ変換部14は、2値画像データ104に含まれる任意の点について、各点を通る直線をハフ空間上の座標(θ、ρ)に変換する。
直線検出部16は、ハフテーブル15を参照し、2値画像データ104に含まれる直線を検出する。直線検出部16は、ハフ変換部14による変換結果をそのまま用いて直線を検出するのではなく、ハフテーブル15の内容を補正した上で直線の検出を行う。補正処理は補正部161により行われる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態における直線検出装置1の構成は、図1に示した第1の実施の形態と同様である。第1の実施の形態においては、補正部161は、直線の原点からの距離ρに基づいて、集計値を補正した。第2の実施の形態においては、補正部161は、原点から直線に下した垂線82がx軸の正の方向となす各θ(図2参照)に基づいて、集計値を補正する。第1の実施の形態においては、補正部161は、図4に示した関数f(x)を利用して、集計値を補正した。第2の実施の形態においては、補正部161は、図5に示す関数g(x)を利用して、集計値を補正する。関数g(x)は、θを入力値とし、補正係数g(θ)を出力する。補正係数g(θ)は、集計値に乗算される係数である。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態における直線検出装置1の構成は、図1に示した第1の実施の形態と同様である。第1の実施の形態においては、補正部161は、直線の原点からの距離ρに基づいて、集計値を補正した。第2の実施の形態においては、補正部161は、原点から直線に下した垂線62がx軸の正の方向となす各θに基づいて、集計値を補正した。第3の実施の形態は、第1の実施の形態と第2の実施の形態とを合わせた実施の形態である。
第1の実施の形態では、距離ρについてピークを1箇所に持つ関数f(x)を利用して補正を行った。距離ρについて関数g(x)のように、ピークを2箇所有する関数を利用して補正を行ってもよい。あるいは、距離ρに関して3以上のピークを有する重みづけ関数を利用してもよい。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図6は、第4の実施の形態に係る直線検出装置1Aの機能ブロック図である。直線検出装置1Aの構成は、図1に示した第1の実施の形態の直線検出装置1と比べて直線検出部16の構成が異なる。
次に、本発明の第5の実施の形態を説明する。上述した第4の実施の形態は、第1の実施の形態における補正処理と正規化部163による補正処理とを合成したものであった。第5の実施の形態は、第2の実施の形態における補正処理と正規化部163による補正処理とを合成する。
次に、本発明の第6の実施の形態を説明する。第6の実施の形態は、第1の実施の形態における補正処理、第2の実施の形態における補正処理、および、正規化部163による補正処理を合成する。
次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。第7の実施の形態における直線検出装置1Aの機能ブロックは、図6に示したものと同様である。ただし、第7の実施の形態においては、直線検出部16における処理が第4〜第6の実施の形態とは異なる。
次に、本発明の第8の実施の形態について説明する。第8の実施の形態における直線検出装置1Aの機能ブロックは、図6に示したものと同様である。ただし、第8の実施の形態においては、直線検出部16における処理が第4〜第6の実施の形態とは異なる。
次に、本発明の第9の実施の形態について説明する。図8は、第9の実施の形態に係る直線検出装置1Bのブロック図である。
上記各実施の形態においては、ハフ変換を行う前に画像を2値化した。第10の実施の形態においては、画像の2値化は行わない。画像は、たとえば、0〜255などの多値の画素値を保有している。
第1〜第10の実施の形態においては、2値画像データ104の中心を原点として、2値画像データ104内の直線をθおよびρを用いて表現した。しかし、原点は画像の任意の場所に設定することができる。あるいは、原点を2値画像データ104のフレームの外に設定してもよい。
12 輪郭抽出処理部
13 2値変換部
14 ハフ変換部
15 ハフテーブル
16 直線検出部
17 アスペクト比変換部
101 カラー画像データ
102 輝度画像データ
103 輪郭画像データ
104 2値画像データ
161 補正部
162 交点間距離算出部
163 正規化部
Claims (19)
- 対象画像の基準点から前記対象画像内の任意の直線に下した垂線の長さρおよび前記垂線が前記基準点を通る基準軸となす角θを用いて、前記対象画像内の任意の直線を表現することにより、前記対象画像内の任意の点を通る直線をハフ空間内の座標(θ、ρ)に変換するハフ変換部と、
ハフ空間内の各座標(θ、ρ)について、前記ハフ変換部によって変換された回数を集計する集計部と、
ρの値に応じた重みづけにより、各座標(θ、ρ)に関する集計値を補正する補正部と、
補正された集計値が第1の閾値を超える座標(θ、ρ)を特定することにより、前記対象画像における直線を検出する検出部と、
を備える直線検出装置。 - 請求項1に記載の直線検出装置において、
前記補正部は、1または複数のρの値の近傍に対して集計値を高く評価する重みづけを行う直線検出装置。 - 対象画像の基準点から前記対象画像内の任意の直線に下した垂線の長さρおよび前記垂線が前記基準点を通る基準軸となす角θを用いて、前記対象画像内の任意の直線を表現することにより、前記対象画像内の任意の点を通る直線をハフ空間内の座標(θ、ρ)に変換するハフ変換部と、
ハフ空間内の各座標(θ、ρ)について、前記ハフ変換部によって変換された回数を集計する集計部と、
θの値に応じた重みづけにより、各座標(θ、ρ)に関する集計値を補正する補正部と、
補正された集計値が第1の閾値を超える座標(θ、ρ)を特定することにより、前記対象画像における直線を検出する検出部と、
を備える直線検出装置。 - 請求項1に記載の直線検出装置において、
前記補正部は、1または複数のθの値の近傍に対して集計値を高く評価する重みづけを行う直線検出装置。 - 対象画像の基準点から前記対象画像内の任意の直線に下した垂線の長さρおよび前記垂線が前記基準点を通る基準軸となす角θを用いて、前記対象画像内の任意の直線を表現することにより、前記対象画像内の任意の点を通る直線をハフ空間内の座標(θ、ρ)に変換するハフ変換部と、
ハフ空間内の各座標(θ、ρ)について、前記ハフ変換部によって変換された回数を集計する集計部と、
ρおよびθの値に応じた重みづけにより、各座標(θ、ρ)に関する集計値を補正する補正部と、
補正された集計値が第1の閾値を超える座標(θ、ρ)を特定することにより、前記対象画像における直線を検出する検出部と、
を備える直線検出装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の直線検出装置であって、さらに、
ハフ空間内の任意の座標(θ、ρ)に対応する前記対象画像内の直線が、前記対象画像の外周と交わる交点を求めるとともに、交点間の距離を算出する交点間距離算出部と、
前記補正部によって補正された集計値を、さらに交点間距離で正規化し、正規化集計値を算出する正規化部と、
を備え、
前記検出部は、
正規化集計値が第2の閾値を超える座標(θ、ρ)を特定することにより、前記対象画像における直線を検出する検出部と、
を備える直線検出装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の直線検出装置であって、さらに、
ハフ変換される前の対象画像に対して、アスペクト比を1:1に変換するアスペクト比変換処理を実行することにより、正方画像を生成するアスペクト比変換部、
を備える直線検出装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の直線検出装置であって、さらに、
前記ハフ変換が行われる前に前記対象画像を2値変換する2値変換部、
を備え、
前記対象画像内のある点がハフ空間内の座標(θ、ρ)に変換されたとき、集計値に1が加算される直線検出装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の直線検出装置であって、
前記対象画像内のそれぞれの点がハフ空間内の座標(θ、ρ)に変換されたとき、前記対象画像内のそれぞれの点の特徴量の大きさによって重みづけされた値が集計値に加算される直線検出装置。 - 請求項9に記載の直線検出装置であって、
前記特徴量の大きさは線分強度を含む直線検出装置。 - 請求項6に記載の直線検出装置であって、
前記検出部は、前記交点間距離が第3の閾値以下となる直線については、正規化集計値の値によらず直線の検出対象から除外する直線検出装置。 - 請求項6に記載の直線検出装置であって、
前記交点間距離算出部は、
ハフ空間内の座標(θ、ρ)に対応する前記対象画像内の直線の前記交点間距離を算出するとき、ρ=0と置き換えた上で前記交点間距離を算出する簡易算出部、
を含む直線検出装置。 - 請求項1ないし請求項12のいずれかに記載の直線検出装置であって、
前記基準点は、前記対象画像内の任意の座標に設定される直線検出装置。 - 請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の直線検出装置であって、さらに、
前記対象画像がカラー画像である場合、ハフ変換が行われる前にカラー画像から輝度画像を生成する輝度画像生成部、
を含む直線検出装置。 - 請求項8に記載の直線検出装置であって、
前記対象画像に特徴量抽出処理が施された後、前記2値変換が行われる直線検出装置。 - 請求項15に記載の直線検出装置であって、
前記特徴量抽出処理は輪郭抽出処理を含む直線検出装置。 - 対象画像の基準点から前記対象画像内の任意の直線に下した垂線の長さρおよび前記垂線が前記基準点を通る基準軸となす角θを用いて、前記対象画像内の任意の直線を表現することにより、前記対象画像内の任意の点を通る直線をハフ空間内の座標(θ、ρ)に変換するハフ変換工程と、
ハフ空間内の各座標(θ、ρ)について、前記ハフ変換部によって変換された回数を集計する集計工程と、
ρの値に応じた重みづけにより、各座標(θ、ρ)に関する集計値を補正する補正工程と、
補正された集計値が第1の閾値を超える座標(θ、ρ)を特定することにより、前記対象画像における直線を検出する検出工程と、
を備える直線検出方法。 - 対象画像の基準点から前記対象画像内の任意の直線に下した垂線の長さρおよび前記垂線が前記基準点を通る基準軸となす角θを用いて、前記対象画像内の任意の直線を表現することにより、前記対象画像内の任意の点を通る直線をハフ空間内の座標(θ、ρ)に変換するハフ変換工程と、
ハフ空間内の各座標(θ、ρ)について、前記ハフ変換部によって変換された回数を集計する集計工程と、
θの値に応じた重みづけにより、各座標(θ、ρ)に関する集計値を補正する補正工程と、
補正された集計値が第1の閾値を超える座標(θ、ρ)を特定することにより、前記対象画像における直線を検出する検出工程と、
を備える直線検出方法。 - 対象画像の基準点から前記対象画像内の任意の直線に下した垂線の長さρおよび前記垂線が前記基準点を通る基準軸となす角θを用いて、前記対象画像内の任意の直線を表現することにより、前記対象画像内の任意の点を通る直線をハフ空間内の座標(θ、ρ)に変換するハフ変換工程と、
ハフ空間内の各座標(θ、ρ)について、前記ハフ変換部によって変換された回数を集計する集計工程と、
ρおよびθの値に応じた重みづけにより、各座標(θ、ρ)に関する集計値を補正する補正工程と、
補正された集計値が第1の閾値を超える座標(θ、ρ)を特定することにより、前記対象画像における直線を検出する検出工程と、
を備える直線検出方法。
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